Retrodatorprojekt - TU55 bandstation till USB

[anders_bzn]

Jag har testat det du skriver, att justera referensspänningen i komparatorkopplingen. Jag kan då få en perfekt fyrkantvåg ut. I nuläget så är det bara uppflanken som är viktig, när man samplar data. Genom att justera referensspänningen så skjuter jag ju samplingspunkten på de andra kanalerna. Så jag provade med att först justera tills jag fick perfekt fyrkantvåg och så testade jag vilket data jag fick ut.

Det blev samma som utan justeringsmöjlighet. Jag kunde justera lite åt båda hållen och ändå få samma resultat. Justerade jag för långt så fungerade det sämre och tillslut inte alls. Frågan är bara om jag justerade i förstora steg så att jag missade "sweet spoot:en".

Jag ska testa att koppla in G888 kortet som jag har. Det gör samma sak som min analoga koppling på kortet, men bara för en kanal. Ska mäta lite på detta. På G888 kan man också justera referensspänningen på komparatorn. Jag har letat i dokumentationen om hur man och vad man justerar, men inte hittat något. Den lär ju finnas av en anledning.

Mattis postade en bild på detta.


Annars: Status quo i projektet.

[MiaM]

Hur säker är du på att felläsningarna har med nybyggekortet att göra?

Det kan inte vara så enkelt att det är nåt som händer i mekaniken?

[anders_bzn]

Du har en poäng där, tanken har slagit mig också. Så jag tog fram en bandare till, jag har ju tre. Tyvärr fick tag tag på den jag inte testat innan eftersom den stod ytterst. Det var lättast men ändå ganska svårt att få fram den, du vet ju hur trångt det är i min verkstad. På den stod det skrivet med tusch "Otestad" och "I regnet två månader". Den fungerade inte... Så jag ska se som jag kan laga den helgen.

[MiaM]

Aj, "i regnet två månader" verkar inte jättebra...

Men en annan grej, du har ju lysrörsbelysning. Har du provat vad som händer om du släcker den och t.ex. låter laptop köra på batteri istället för med switchnätdel ansluten o.s.v.? Långsökt, men ändå...

[xxargs]

hmm, skulle behöva simulera hela den kretsen...

Men om man ser magnethuvud-förstärkaren så verkar den förstärka 100 ggr, OP_ampen därefter ca 10 ggr och man kan ställa offset för nollgenomgången en smula - kort sagt man förstärker så att det är i stort sett fyrkantvåg ut från sista steget som blir digitala signalen senare.

offseten skulle jag säga är för att ställa en nivå så att utgången inte viftar slumpmässigt av bandbruset utan ställer sig i ena eller andra kanten när ingen signal finns på bandet eller är bara 'N' eller 'S' magnetiserat lång sträcka (är mer brus i det läget). magnethuvudet reagerar bara för en magnetväxling - inte när det är konstant nivå på magnetiseringen på bandet.

problemet med denna detektionsmetoden är att beslutet mellan '0' och '1' sker ganska nära nollgenomgången/bias-spänningen - inte när signalen från bandet är max i amplitud i positiva halvperioden eller negativa halvperioden.

detta betyder att man tar beslutet för omslag när signalen är svag och bandbruset är starkt - dvs man gör beslutet vis låg S/N och man får stor tidsgitter - dvs flankomslaget varierar i tiden ganska mycket på varje halvperiod - inte bra om det är dessutom klockan och man triggar på dess flank.

---

Inte för att det hjälper dig i nuläget, men senare generationer av avkodningskrets betecknas "Peak detektion read chanel"

Då har man en deriverande krets som gör att man gör växlingen mellan '1', '0' precis på periodtoppen/botten när amplituden är som starkast och precis när det vänder och sedan grindar man signalen så att omslaget kan bara ske precis omkring toppen/botten av varje halvperiod och inget kan ske om det händer en massa saker nära nollgenomgången.

På detta sättet gör man beslutet när signalenergin från bandet är som starkast - inte när det är nära ingen signalnivå alls/nollnivå och bruset dominerande och vinsten med detta är att man får bättre och noggrannare omslag i tiden då signal/brus-förhållandet är mycket högre när beslutet tas och det blir mindre tidsgitter.


Letade lite och simulerat "Peak detektion read chanel" vilket resultera i pdf-bilagan.

En riktig 'oj då' är hur viktig ingångsfiltrerna är för signalkvaliten och dess verkan är att plocka bort en massa brus som annars ger tidsgitter. Kort sagt minska brusbandbredden som kan inverka i samband med avkodningen.

I kommersiella lösningar (floppy/banstationer, hårddiskar mm) så är filtret kombinerad med equlizer för att optimera kanalegenskaperna (bandet, skriv och läshuvudet) med pre-emphasis och de-emphasis precis som man gör på ljudband - just för att öka S/N lite ytterligare.

Detta löser dock inte ditt problem med avläsningen utan att i princip göra ett helt nytt kort igen - men att beakta är om det är möjlig att skarva in ett lågpassfilter i kedjan just för att minska brusinnehållet en del. samt att detta kanske ger andra ideer att lösa det hela.

[MattisLind]

Det schema som Andrers bifogade är originalkretsen som DEC använde. Det är inte den krets som sitter på det kort Anders designade. Den kretsen som används är den nedre av de som visas här. Den är tänkt att just göra peak detect.

[anders_bzn]

Precis.

Jag tackar för ett välskrivet inlägg! Jag har gjort en del mätningar till. Jag har testat att byta sista steget med OP:n mot en komparator och då får jag 99% av blocken rätt.

Sen kopplade jag upp G888 kortet (som visas ovan) parallellt med mitt eget och mätte den digitala signalen ut från båda. På timing tracket så fungerar det bra. Jag gissar på att signelen ändrar sig på ett sätt som gör att bruset spelar mindre roll. Man får ut en sinus från bandet.

När jag gör samma mätning på marktracket så har signalen ganska mycket timinggitter, speciellt då den fas-shiftar. Eftersom jag inte var medveten om det xxargs skrev så bytte jag OP:n till en snabbare och det blev sämre! Detta är intressant! Jag ska försöka mig på att modda in kondensatorer över två av motstånden i diffrentialkopplingen (22k) för att begränsa bandbredden och se vad som händer.

Det kommer att bli ett nytt kort, speciellt om vi någonsin ska få igång skrivdelen av kortet. En CPLD kommer nog att få ersätta och kompletera den grindlogiken som sitter där idag. Problemet är att de moderna verkar inte ha stöd för 5V IO och de äldre börjar bli "discontinued". Det är också snårigt när det kommer till verktyg och programerare. Gratis verktyg och en programerare som inte kostar flera tusen är ett måste. Tips?

Sweetpea's (6502 på forumet) har denna i sitt sortiment: http://www.sweetpeas.se/product.php?id_product=35

Annars har Atmel också.

Jag har tydligen inte postat schemat (det slutgiltiga) men här är ett: http://elektronikforumet.com/forum/view ... 4#p1139804

MiaM: Jag testade, men det gjorde ingen skillnad.

[xxargs]

@Mattislind

Jag vet att det var DEC-orginal-schema som jag kikade lite på - visste inte av alla schemor som finns i tråden vilken som egentligen var implementerad i aktuella nya kortet - dessutom missade jag just denna schema eftersom jag inte såg länken för pdf:n när jag letade runt. (har inte följt tråden från början utan kanske bara de sista 20-30 senaste inläggen i tråden)

Förvisso kan man arbeta på deriverande krets enbart, men jag anser att 'gate'-låsningen, att bara tillåta signalen från komparatorn att slippa ut ur systemet i en liten tidsfönster (när perioden är som starkast) också är viktig för att klippa bort onödig brus - utan denna så skulle det falsktrigga på komparatorn efter deriveraren och utgången på flertal ställen i enveloppen om inkommande signal är mer störd av brus, ringningar och distorderad kurva.

- tex den lilla knaggen i oscilloskop-kurva i bilden innan mitt första inlägg i tråden - skulle få deriverande steget och komparatorn efter att slå upp och ned en gång innan den når period-toppen (eftersom knaggen ha en nedsluttande 'baksida' innan eveloppen stiger vidare mot toppvärde och den lilla nedförbacken en kort stund räcker för att få deriverande detektorn att slå upp och ned en extra gång) och är det flanktriggat så har man startat klockan lite tidigare än tänkt tex.

Kort sagt sätter man en ganska stor andel brus på signalen så ser det förj**** ut efter komparatorn.

Nu skulle den där knaggen försvinna med en lågpassfiltrering med väl vad gränsfrekvens - vilket är absolut största förbättringen här men även att nyckla så att komparatorns svängning kan läcka ut hela vägen till logiken endast vid en smal tidsperiod i periodtoppen/botten tar bort mycket skit.



Men det viktigaste erfarenheten i simuleringen, är att upptäcka hur viktig lågpassfiltreringen innan avkodningen är för den senares kvalite - främst avseende omslagstidsgitter. - det står inte så mycket om det i litteraturen jag plöjde igenom mer än att det nämndes att filter och equlizer fanns övh. ungefär, inte att de rent system och avkodningsmässigt är väldigt viktiga.

Påminner lite om telecomböckerna från 1972 av vad rätt byggd equlizer kunde göra för att förbättra kvaliten i överföringen eller i digitala versioner vad 5-tappars FIR-filter kunde göra - det var inga små marginella förbättringar som gjordes - utan det var skillnaden mellan ett i stort sett oanvändbart resp. fullt användbart system.

Dessa återfinns i gammal analog utrustning och missar man tex. analog RIAA-filter mellan skivpelaren och ljudkortet på datorn så kan man inte få riktigt lika bra inspelning trots 'digital RIAA' i programbehandling i efterhand som när man använder analog RIAA-filter innan det går in i ljudkortet.

Digital signalprocessning kan inte reparera det man missat på analoga sidan innan samplingen, men å andra sidan kan man processa saker på den digitala sidan som är svåra/omöjliga att lösa på analogsidan - med andra ord rätt åtgärd på rätt sidan av A/D-omvandlaren

[anders_bzn]

Jag har pysslat lite. Först så visar jag hur kortet ser ut nu:

DSC_3294.JPG

Det är patch:at så det motsvarar detta schema:

input-test.png

Jag ville mest se hur kondensatorerna C4 och C5 inverkar på kopplingen. De drar ner bandbredden en del. Men de är lång ifrån ett optimalt filer. Jag gjorde en snabb mätning mot G888 och konstaterade att tidsgittret nu är väldigt mycket bättre. Frågan är om man behöver göra det lika bra som xxargs beskriver. Kanske räcker lärdomen om ett ingångfilter en bra bit på vägen. DEC's kort har ju inte så mycket finnesser, det fungerar ju tydligen ändå.

Tyvärr så har jag nog patchat sönder mitt kort lite mycket nu. Jag fick ingen ordning på datat efter sista vändan med lödkolven. Det verkar glappa någonstans för jag får ingen signal, inte ens efter första OP-steget emellanåt på "clock track".